KR20230046387A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230046387A
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장민석
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Abstract

표시 장치는 발광 영역이 정의된 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 배치된 반사 방지층, 상기 반사 방지층 위에 배치되며, 복수 개의 스페이서들을 포함하는 충격 방지층, 및 상기 충격 방지층 위에 배치되는 제1 윈도우를 포함할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격에 대한 신뢰성이 향상된 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 표시화면에 다양한 이미지를 표시하여 사용자에게 정보를 제공한다. 일반적으로 표시 장치는 할당된 화면 내에서 정보를 표시한다. 최근 폴딩이 가능한 플렉서블 표시 패널을 포함하는 플렉서블 표시 장치들이 개발되고 있다. 플렉서블 표시 장치는 리지드 표시 장치와 달리, 접거나 말거나 휠 수 있다. 형상이 다양하게 변경될 수 있는 플렉서블 표시 장치는 기존의 화면 크기에 구애 받지 않고 휴대할 수 있어, 사용자 편의성이 향상될 수 있다.
본 발명은 충격에 대한 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 영역이 정의된 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 배치된 반사 방지층, 상기 반사 방지층 위에 배치되며, 복수 개의 스페이서들을 포함하는 충격 방지층, 및 상기 충격 방지층 위에 배치되는 제1 윈도우를 포함할 수 있다.
복수 개의 스페이서들은 각각이 제1 높이를 갖는 복수 개의 제1 스페이서들 및 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 복수 개의 제2 스페이서들을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 제1 방향을 따라 제1 영역, 상기 제1 영역과 인접하며 폴딩되는 제2 영역, 상기 제2 영역과 인접한 제3 영역이 정의될 수 있다.
상기 복수 개의 제1 스페이서들은 상기 제2 영역에 배치되고, 상기 복수 개의 제2 스페이서들은 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제2 스페이서들은 상기 제2 영역에 배치되고, 상기 복수 개의 제1 스페이서들은 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제1 스페이서들 및 상기 복수 개의 제2 스페이서들은 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 및 상기 제3 영역에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제1 스페이서들과 상기 복수 개의 제2 스페이서들은 하나씩 교대로 번갈아 배열될 수 있다.
상기 반사 방지층은 발광 영역에 대응하여 배치된 컬러 필터, 컬러 필터와 인접하여 배치된 블랙 매트리스를 포함할 수 있다.
평면 상에서 보았을 때, 상기 복수 개의 스페이서들은 상기 블랙 매트리스와 중첩할 수 있다.
상기 복수 개의 스페이서들은 투명할 수 있다.
상기 복수 개의 스페이서들은 탄성물질을 포함할 수 있다.
상기 충격 방지층은 상기 복수 개의 스페이서들 사이의 공간에 충진된 기체를 더 포함할 수 있다.
상기 충격 방지층은 상기 복수 개의 스페이서들 사이를 채우는 액정을 더 포함할 수 있다.
상기 충격 방지층은, 상기 반사 방지층과 상기 액정 사이 및 상기 반사 방지층과 상기 복수 개의 스페이서들 사이에 배치되는 제1 액정 전극, 및 상기 액정과 상기 제1 윈도우 사이 및 상기 복수 개의 스페이서들과 상기 제1 윈도우 사이에 배치되는 제2 액정 전극을 더 포함하고, 상기 액정의 배열 방향은 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 사이의 전계에 의해 변화될 수 있다.
상기 반사 방지층과 상기 충격 방지층 사이에 배치되는 제2 윈도우를 더 포함할 수 있다.
상기 반사 방지층은 발광 영역에 대응하여 배치된 컬러 필터, 컬러 필터와 인접하여 배치된 블랙 매트리스를 커버하는 오버코트층을 더 포함하고, 상기 복수 개의 스페이서들은 상기 오버 코트층과 직접 접촉될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 윈도우 아래에 배치되는 오버코트층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수 개의 발광 영역들이 정의된 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 배치되며, 상기 복수 개의 발광 영역들과 비중첩하는 블랙 매트리스를 포함하는 반사 방지층, 상기 반사 방지층 위에 배치된 윈도우, 및 상기 윈도우와 상기 반사 방지층 사이에 배치되어 상기 블랙 매트리스와 중첩하는 복수 개의 스페이서들을 포함할 수 있다.
복수 개의 스페이서들은 서로 이격되고, 그 사이에는 공기가 충진될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 윈도우와 상기 반사 방지층 사이에 배치되며, 상기 복수 개의 스페이서들 사이에 배치된 액정을 더 포함할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 스페이서들을 포함하는 충격 방지층은 쿠션의 역할을 할 수 있다. 표시 장치에 충격이 가해질 때, 충격 방지층에 제공된 사이 공간에 의해 충격 방지층 하부로 전달되는 충격이 완화될 수 있다. 따라서, 충격 방지층 아래에 배치된 표시 패널에 가해지는 충격을 줄일 수 있고, 그에 따라 충격에 의해 야기되는 표시 패널의 명점 불량이 감소 또는 제거될 수 있다.
또한, 스페이서들은 높이가 상이한 제1 스페이서들 및 제2 스페이서들을 포함할 수 있다. 제1 스페이서들의 면적과 밀도가 증가할수록 눌림이나 충격에 대한 강성이 상승할 수 있고, 제2 스페이서들이 폴딩 영역에 배치되는 경우, 충격 방지층의 굽힘 강도가 향상되고, 폴딩 시 반발력이 감소될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 일부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층 및 차광패턴을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층의 평면도이다.
도 12a는 도 11의 Ⅰ-Ⅰ'에 대응하는 단면을 포함하는 표시 장치의 단면도이다.
도 12b는 도 11의 Ⅰ-Ⅰ'에 대응하는 단면을 포함하는 표시 장치의 단면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결된다”, 또는 “결합된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. “및/또는”은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)의 사시도들이다. 도 1a는 표시 장치(DD)의 펼쳐진 상태(또는 언폴딩 상태)를, 도 1b는 표시 장치(DD)의 폴딩 상태를 도시하였다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)이 정의하는 표시면(DS)을 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 표시면(DS)을 통해 이미지(IM)를 사용자에게 제공할 수 있다.
표시면(DS)은 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA) 주변의 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 이미지(IM)를 표시하고, 비표시 영역(NDA)은 이미지(IM)를 표시하지 않을 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 영역(DA)의 형상과 비표시 영역(NDA)의 형상은 변형될 수 있다.
이하, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면과 실질적으로 수직하게 교차하는 방향은 제3 방향(DR3)으로 정의된다. 또한, 본 명세서에서 "평면 상에서"는 제3 방향(DR3)에서 바라본 상태로 정의될 수 있다.
표시 장치(DD)는 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2), 및 제3 영역(AR3)을 포함할 수 있다. 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2), 및 제3 영역(AR3)은 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 제2 영역(AR2)은 폴더블 영역으로 지칭되고, 제1 및 제3 영역들(AR1, AR3)은 비폴더블 영역으로 지칭될 수 있다.
도 1b에 도시된 것 과 같이, 제2 영역(AR2)은 제2 방향(DR2)에 평행한 폴딩축(FX)을 기준으로 폴딩될 수 있다. 표시 장치(DD)가 폴딩된 상태에서 제2 영역(AR2)은 소정의 곡률 및 곡률반경을 갖는다. 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)은 서로 마주보고, 표시 장치(DD)는 표시면(DS)이 외부에 노출되지 않도록 인-폴딩(inner-folding)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 표시면(DS)이 외부에 노출되도록 아웃-폴딩(outer-folding)될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 펼침 동작으로부터 인-폴딩 또는 아웃-폴딩 동작이 상호 반복되도록 구성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 펼침 동작, 인-폴딩 동작, 및 아웃-폴딩 동작 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에서는 표시 장치(DD)를 폴딩되는 폴더블 표시 장치(DD)를 예로 들어 도시하였으나, 표시 장치(DD)의 형상 및 종류는 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 플렉서블(flexible) 한 것일 수도 있고, 리지드(rigid)한 것 일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 반사 방지층(ARL), 충격 방지층(ASL), 및 제1 윈도우(WM1)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시층(DPL) 및 입력 센서층(ISL)을 포함할 수 있다.
표시층(DPL)은 발광형 표시층일 수 있으며, 예를 들어, 표시층(DPL)은 유기발광 표시층, 무기발광 표시층, 유기-무기 발광 표시층, 마이크로 엘이디 표시층, 또는 나노 엘이디 표시층일 수 있다.
입력 센서층(ISL)은 표시층(DPL) 상에 배치될 수 있다. 입력 센서층(ISL)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
입력 센서층(ISL)은 연속된 공정을 통해 표시층(DPL) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 입력 센서층(ISL)은 표시층(DPL) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 명세서에서 "A 구성 상에 B 구성이 직접 배치된다는 것"은 A 구성과 B 구성 사이에 제3 의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 입력 센서층(ISL)과 표시층(DPL) 사이에 접착층이 배치되지 않을 수 있다.
반사 방지층(ARL)은 입력 센서층(ISL) 상에 배치될 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 외부광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 연속된 공정을 통해 입력 센서층(ISL) 상에 직접 배치될 수 있다.
반사 방지층(ARL)은 반사 방지층(ARL)의 하측에 배치된 반사 구조물에 중첩하는 차광패턴을 포함할 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 후술하는 발광영역에 중첩하는 컬러필터를 더 포함할 수 있다. 컬러필터는 제1 색 화소, 제2 색 화소, 및 제3 색 화소에 대응하는 제1 색 컬러필터, 제2 색 컬러필터, 및 제3 색 컬러필터를 포함할 수 있다. 반사 방지층(ARL)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
충격 방지층(ASL)은 반사 방지층(ARL) 상에 배치될 수 있다. 충격 방지층(ASL)은 바닥에 충돌할 때, 표시 패널(DP)에게 가해지는 충격을 줄일 수 있고, 그에 따라 표시 패널(DP)에 가해지는 충격이 감소 또는 제거될 수 있다. 따라서, 충격에 의해 야기되는 표시 패널(DP)의 명점 불량이 감소 또는 제거될 수 있다.
충격 방지층(ASL)은 복수의 스페이서들(SP, 도 6 참조)을 포함할 수 있고, 복수의 스페이서들(SP) 사이의 공간인 사이 공간(GAP, 도 6 참조)에는 소정의 물질이 충진될 수 있다. 상기 소정의 물질은 기체, 공기, 또는 액정일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 충격 방지층(ASL)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
제1 윈도우(WM1)는 충격 방지층(ASL) 상에 배치될 수 있다. 제1 윈도우(WM1)와 충격 방지층(ASL)은 접착층에 의해 결합될 수 있다. 접착층은 감압접착필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film) 또는 광학 투명 접착부재(OCA, Optically Clear Adhesive)일 수 있다.
제1 윈도우(WM1)는 적어도 하나의 베이스층을 포함한다. 베이스층은 유리기판 또는 합성수지필름일 수 있다. 제1 윈도우(WM1)는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 윈도우(WM1)는 박막 유리기판과 박막 유리기판 상에 배치된 합성수지필름을 포함할 수 있다. 박막 유리기판과 합성수지필름은 접착층에 의해 결합될 수 있고, 접착층과 합성수지필름은 그것들의 교체를 위해 박막 유리기판으로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 접착층은 생략되고, 제1 윈도우(WM1)는 충격 방지층(ASL) 상에 직접 배치될 수도 있다. 유기물질, 무기물질, 또는 세라믹물질이 충격 방지층(ASL) 상에 코팅될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-1)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(DD-1)는 표시 패널(DP), 반사 방지층(ARL), 제2 윈도우(WM2), 충격 방지층(ASL), 및 제1 윈도우(WM1)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시층(DPL) 및 입력 센서층(ISL)을 포함할 수 있다. 즉, 도 3에서 도시한 표시 장치(DD-1)는 도 2에서 도시한 표시 장치(DD)에서 제2 윈도우(WM2)가 추가된 구조일 수 있다.
제2 윈도우(WM2)는 반사 방지층(ARL)과 충격 흡수층(ASL) 사이에 배치될 수 있다. 제2 윈도우(WM2)와 반사 방지층(ARL)은 접착층에 의해 결합될 수 있다. 접착층은 감압접착필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film) 또는 광학 투명 접착부재(OCA, Optically Clear Adhesive)일 수 있다.
제2 윈도우(WM2)는 적어도 하나의 베이스층을 포함한다. 베이스층은 유리기판 또는 합성수지필름일 수 있다. 제2 윈도우(WM2)는 다층 구조를 가질 수 있다. 제2 윈도우(WM2)는 박막 유리기판과 박막 유리기판 상에 배치된 합성수지필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 접착층은 생략되고, 제2 윈도우(WM2)는 반사 방지층(ARL) 상이 직접 배치될 수도 있다. 유기물질, 무기물질, 또는 세라믹물질이 반사 방지층(ARL) 상에 코팅될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-2)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 표시 장치(DD-2)는 표시 패널(DP), 반사 방지층(ARL), 충격 방지층(ASL), 윈도우 오버코트층(OC-W) 및 제1 윈도우(WM1)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시층(DPL) 및 입력 센서층(ISL)을 포함할 수 있다. 즉, 도 4에서 도시한 표시 장치(DD-2)는 도 2에서 도시한 표시 장치(DD)에서 윈도우 오버코트층(OC-W)이 추가된 구조일 수 있다.
윈도우 오버코트층(OC-W)은 충격 방지층(ASL)과 제1 윈도우(WM1) 사이에 배치될 수 있다. 충격 방지층(ASL)은 복수의 스페이서들(SP, 도 6 참조)을 포함할 수 있고, 복수의 스페이서들(SP) 사이의 공간인 사이 공간(GAP)에 소정의 물질 충진할 수 있다. 윈도우 오버코트층(OC-W)은 복수의 스페이서들(SP) 및 사이 공간(GAP)을 커버할 수 있다. 윈도우 오버코트층(OC-W)은 유기물을 포함할 수 있으며, 윈도우 오버코트층(OC-W)의 하면에 평탄면을 제공할 수 있다. 또한, 윈도우 오버코트층(OC-W)은 무기물을 포함하는 제1 윈도우(WM1)가 충격 방지층(ASL)에 더욱 잘 접착되게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD, 도 1 참조) 일부의 단면도이다. 도 5는 표시 장치(DD) 중 표시층(DPL), 입력 센서층(ISL), 및 반사 방지층(ARL)의 단면을 도시하였다.
도 5에는 하나의 발광영역(LA)과 주변의 비발광영역(NLA)에 대응하는 단면이 도시되었다. 도 5에서는 1개의 발광영역(LA)만 예시적으로 도시되었으나, 발광영역(LA)은 복수 개 제공될 수 있다. 도 5에는 발광소자(LD) 및 그에 연결된 트랜지스터(TFT)가 도시되었다. 트랜지스터는 화소의 구동회로에 포함된 복수 개의 트랜지스터들 중 하나일 수 있다. 본 실시예에서 트랜지스터(TFT)는 실리콘 트랜지스터로 설명되나, 금속 산화물 트랜지스터일 수도 있다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(DP)은 표시층(DPL) 및 입력 센서층(ISL)을 포함할 수 있다. 표시층(DPL)은 베이스층(110), 회로층(120), 발광소자층(130), 및 봉지층(140)을 포함할 수 있다.
베이스층(110)은 회로층(120)이 배치되는 베이스 면을 제공할 수 있다. 베이스층(110)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 베이스층(110)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(110)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층을 포함할 수 있다.
베이스층(110)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(110)은 제1 합성 수지층, 다층 또는 단층의 무기층, 상기 다층 또는 단층의 무기층 상에 배치된 제2 합성 수지층을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 합성 수지층들 각각은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
회로층(120)은 베이스층(110) 상에 배치될 수 있다. 회로층(120)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 신호 라인 및 화소의 구동회로 등을 포함할 수 있다. 회로층(120)은 버퍼층(10br), 및 제1 내지 제5 절연층(10, 20, 30, 40, 50)을 포함할 수 있다.
버퍼층(10br)은 베이스층(110) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(10br)은 베이스층(110)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 상측의 반도체 패턴으로 확산되는 현상을 방지할 수 있다. 반도체 패턴은 트랜지스터(TFT)의 액티브 영역(AC1)을 포함한다.
배면 금속층(BMLa)은 트랜지스터(TFT) 하부에 배치되며, 외부 광이 트랜지스터(TFT)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 배면 금속층(BMLa)은 베이스층(110)과 버퍼층(10br) 사이에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 배면 금속층(BMLa)과 버퍼층(10br) 사이에는 무기층의 배리어층이 더 배치될 수도 있다. 배면 금속층(BMLa)은 전극 또는 배선과 연결될 수 있고, 이들로부터 정전압 또는 신호를 수신할 수 있다.
반도체 패턴은 버퍼층(10br) 상에 배치될 수 있다. 반도체 패턴은 실리콘 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 반도체는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 패턴은 저온 폴리 실리콘을 포함할 수 있다.
반도체 패턴은 전도율이 높은 제1 영역과 전도율이 낮은 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역은 N형 도판트 또는 P형 도판트로 도핑될 수 있다. P타입의 트랜지스터는 P형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함하고, N타입의 트랜지스터는 N형 도판트로 도핑된 도핑영역을 포함할 수 있다. 제2 영역은 비-도핑 영역이거나, 제1 영역 대비 낮은 농도로 도핑된 영역일 수 있다.
제1 영역의 전도성은 제2 영역의 전도성보다 크고, 제1 영역은 실질적으로 전극 또는 신호 라인의 역할을 할 수 있다. 제2 영역은 실질적으로 트랜지스터의 액티브 영역(또는 채널)에 해당할 수 있다. 다시 말해, 반도체 패턴의 일부분은 트랜지스터의 액티브 영역일수 있고, 다른 일부분은 트랜지스터의 소스 또는 드레인일 수 있고, 또 다른 일부분은 연결 전극 또는 연결 신호라인일 수 있다.
트랜지스터(TFT)는 소스 영역(SE1, 또는 소스), 액티브 영역(AC1, 또는 채널), 드레인 영역(DE1, 또는 드레인), 및 게이트(GT1)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(TFT)의 소스 영역(SE1), 액티브 영역(AC1), 및 드레인 영역(DE1)은 반도체 패턴으로부터 형성될 수 있다. 소스 영역(SE1) 및 드레인 영역(DE1)은 단면 상에서 액티브 영역(AC1)로부터 서로 반대 방향으로 연장될 수 있다.
제1 절연층(10)은 버퍼층(10br) 상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(10)은 복수 개의 화소들에 공통으로 중첩하며, 반도체 패턴을 커버할 수 있다. 제1 절연층(10)은 무기층 및/또는 유기층을 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 무기층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(10)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다. 제1 절연층(10)뿐만 아니라 후술하는 회로층(120)의 절연층은 무기층 및/또는 유기층일 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 무기층은 상술한 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
트랜지스터(TFT)의 게이트(GT1)는 제1 절연층(10) 상에 배치된다. 게이트(GT1)는 금속 패턴의 일부분일 수 있다. 게이트(GT1)는 액티브 영역(AC1)에 중첩한다. 반도체 패턴을 도핑하는 공정에서 게이트(GT1)는 마스크로 기능할 수 있다. 게이트(GT1)는 티타늄(Ti), 은(Ag), 은을 함유하는 합금, 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄을 함유하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlN), 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WN), 구리(Cu), 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등을 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제1 커패시터 전극(CE10)은 제1 절연층(10) 상에 배치될 수 있다. 제2 절연층(20)은 제1 절연층(10) 상에 배치되며, 게이트(GT1) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 커패시터 전극(CE10)을 커버할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 커패시터 전극(CE20)은 제2 절연층(20) 상에 배치될 수 있다. 제3 절연층(30)은 제2 절연층(20) 상에 배치되며, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 커패시터 전극(CE20)을 커버할 수 있다.
제1 연결 전극(CNE1)은 제3 절연층(30) 상에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(CNE1)은 제1 내지 제3 절연층들(10, 20, 30)을 관통하는 컨택홀을 통해 트랜지스터(TFT)의 드레인 영역(DE1)에 접속될 수 있다.
제4 절연층(40)은 제3 절연층(30) 상에 배치될 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제4 절연층(40) 상에 배치될 수 있다. 제2 연결 전극(CNE2)은 제4 절연층(40)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 연결 전극(CNE1)에 접속될 수 있다. 제5 절연층(50)은 제4 절연층(40) 상에 배치되며, 제2 연결 전극(CNE2)을 커버할 수 있다. 제1 절연층(10) 내지 제5 절연층(50)의 적층 구조는 예시적인 것일 뿐이며, 제1 절연층(10) 내지 제5 절연층(50) 이외에 추가적인 도전층과 절연층이 더 배치될 수도 있다.
제4 절연층(40) 및 제5 절연층(50) 각각은 유기층일 수 있다. 예를 들어, 유기층은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다.
발광소자층(130)은 회로층(120) 상에 배치될 수 있다. 발광소자층(130)은 발광소자(LD) 및 화소 정의막(PDL)을 포함할 수 있다. 발광소자(LD)는 유기 발광 소자, 무기 발광 소자, 유기-무기 발광 소자, 퀀텀닷 발광 소자, 마이크로 엘이디(micro LED) 발광 소자, 또는 나노 엘이디(nano LED) 발광 소자를 포함하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광소자(LD)는 전기적 신호에 따라 광이 발생되거나 광량이 제어될 수 있다면 다양한 실시예들을 포함할 수 있다.
발광소자(LD)는 제1 전극(AE, 또는 화소 전극), 발광층(EL), 및 제2 전극(CE, 또는 공통 전극)을 포함할 수 있다. 제1 전극(AE)은 제5 절연층(50) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 (반)투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 제1 전극(AE)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사층과, 반사층 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 포함할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐갈륨아연산화물(IGZO), 아연 산화물(ZnO) 또는 인듐 산화물(In2O3), 및 알루미늄 도핑된 아연 산화물(AZO)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(AE)은 ITO/Ag/ITO의 적층 구조물을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제5 절연층(50) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 화소 정의막(PDL)은 광을 흡수하는 성질을 가질 수 있으며, 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 블랙의 색상을 가질 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 블랙 성분(black coloring agent)을 포함할 수 있다. 블랙 성분은 블랙 염료, 블랙 안료를 포함할 수 있다. 블랙 성분은 카본 블랙, 크롬과 같은 금속 또는 이들의 산화물을 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 차광 특성을 갖는 차광패턴에 해당할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제1 전극(AE)의 일부분을 커버할 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)에는 제1 전극(AE)의 일부분을 노출시키는 개구(PDL-OP)가 정의될 수 있다. 화소 정의막(PDL)의 개구(PDL-OP)는 발광영역(LA)을 정의할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제1 전극(AE)의 엣지와 제2 전극(CE) 사이의 거리를 증가시킬 수 있다. 따라서, 화소 정의막(PDL)에 의해 제1 전극(AE)의 엣지에서 아크가 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도시되지 않았으나, 제1 전극(AE)과 발광층(EL) 사이에는 정공 제어층이 배치될 수 있다. 정공 제어층은 정공 수송층을 포함하고, 정공 주입층을 더 포함할 수 있다. 발광층(EL)과 제2 전극(CE) 사이에는 전자 제어층이 배치될 수 있다. 전자 제어층은 전자 수송층을 포함하고, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
봉지층(140)은 발광소자층(130) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(140)은 수분, 산소, 및 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광소자층(130)을 보호할 수 있다. 봉지층(140)은 순차적으로 적층된 무기층(141), 유기층(142), 및 무기층(143)을 포함할 수 있으나, 봉지층(140)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
무기층들(141, 143)은 수분 및 산소로부터 발광소자층(130)을 보호하고, 유기층(142)은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광소자층(130)을 보호할 수 있다. 무기층들(141, 143)은 실리콘나이트라이드층, 실리콘옥시나이트라이드층, 실리콘옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다. 유기층(142)은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
입력 센서층(ISL)은 표시층(DPL) 위에 배치될 수 있다. 입력 센서층(ISL)은 센서층, 입력 감지층, 또는 입력 감지 패널로 지칭될 수 있다. 입력 센서층(ISL)은 베이스층(200-IL1), 제1 도전층(200-CL1), 감지 절연층(200-IL2), 제2 도전층(200-CL2), 및 커버층(200-IL3)을 포함할 수 있다.
베이스층(200-IL1)은 표시층(DPL) 위에 직접 배치될 수 있다. 베이스층(200-IL1)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및 실리콘옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층일 수 있다. 또는 베이스층(200-IL1)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 또는 이미드 계열 수지를 포함하는 유기층일 수도 있다. 베이스층(200-IL1)은 단층 구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 도전층(200-CL1) 및 제2 도전층(200-CL2) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 도전층(200-CL1) 및 제2 도전층(200-CL2) 각각은 메쉬 구조의 감지 패턴 또는 브릿지 패턴을 포함할 수 있다.
단층구조의 도전층은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐아연산화물(indium zinc oxide, IZO), 또는 인듐아연주석산화물(indium zinc tin oxide, IZTO) 등과 같은 투명한 전도성산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그라핀 등을 포함할 수 있다.
다층구조의 도전층은 금속층들을 포함할 수 있다. 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 적어도 하나의 금속층 및 적어도 하나의 투명 도전층을 포함할 수 있다.
감지 절연층(200-IL2)은 제1 도전층(200-CL1)과 제2 도전층(200-CL2) 사이에 배치될 수 있다. 커버층(200-IL3)은 감지 절연층(200-IL2) 위에 배치되며 제2 도전층(200-CL2)을 커버할 수 있다. 커버층(200-IL3)은 후속 공정에서 제2 도전층(200-CL2)에 데미지가 발생될 확률을 감소 또는 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예예서, 입력 센서층(ISL)은 커버층(200-IL3)을 포함하지 않을 수도 있다.
감지 절연층(200-IL2) 및 커버층(200-IL3)은 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는 감지 절연층(200-IL2) 및 커버층(200-IL3)은 유기막을 포함할 수 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
반사 방지층(ARL)은 입력 센서층(ISL) 상에 배치될 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 차광패턴(310), 컬러필터(320) 및 평탄화층(330)를 포함할 수 있다.
차광패턴(310)을 구성하는 물질은 광을 흡수하는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 차광패턴(310)은 블랙컬러를 갖는 층으로, 일 실시예에서 차광패턴(310)은 블랙 성분(black coloring agent)을 포함할 수 있다. 블랙 성분은 블랙 염료, 블랙 안료를 포함할 수 있다. 블랙 성분은 카본 블랙, 크롬과 같은 금속 또는 이들의 산화물을 포함할 수 있다.
차광패턴(310)은 평면 상에서 브릿지 패턴(CP2) 및 감지패턴(SP2)에 중첩할 수 있다.
차광패턴(310)은 제1 도전패턴들(200-CL1)과 제2 도전패턴들(200-CL2)에 의한 외부광 반사를 방지할 수 있다. 차광패턴(310)에는 개구(310-OP)가 정의될 있다. 차광패턴(310)의 개구(310-OP)는 제1 전극(AE)과 중첩할 수 있고, 화소 정의막(PDL)의 개구(PDL-OP)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 차광패턴(310)의 개구(310-OP)는 화소영역(PXA)을 정의할 수 있다. 화소영역(PXA)은 발광소자(LD)에서 생성된 광이 외부로 방출되는 영역으로 정의될 수 있다. 화소영역(PXA)의 면적이 클수록 이미지의 휘도가 증가될 수 있다.
컬러필터(320)는 적어도 화소영역(PXA)에 중첩할 수 있다. 컬러필터(320)는 비화소영역(NPXA)에 더 중첩할 수도 있다. 컬러필터(320)의 일부분은 차광패턴(310) 상에 배치될 수 있다. 컬러필터(320)는 발광소자(LD)에서 생성한 광은 투과시키고, 외부광 중 일부 파장대는 차단시킬 수 있다. 따라서 컬러필터(320)는 제1 전극(AE) 또는 제2 전극(CE)에 의한 외부광 반사를 감소시킬 수 있다.
평탄화층(330)은 차광패턴(310) 및 컬러필터(320)를 커버할 수 있다. 평탄화층(330)은 유기물을 포함할 수 있으며, 평탄화층(330)은 평탄한 상면을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층(ASL) 및 차광패턴(310)을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 충격 방지층(ASL)은 복수 개의 스페이서들(SP) 및 사이 공간(GAP)을 포함할 수 있다. 복수 개의 스페이서들(SP)은 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2), 및 제3 영역(AR3)에 제1 간격(DT1)을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 도 6에서는 복수 개의 스페이서들(SP) 각각이 제1 간격(DT1)으로 이격된 것을 예시적으로 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수 개의 스페이서들(SP) 각각의 간격은 동일하지 않을 수 있다. 표시 장치(DD, 도 1a 참조)의 모듈 구조에 따라 복수 개의 스페이서들(SP) 간격은 조정될 수 있다.
복수 개의 스페이서들(SP)이 배치되지 않는 공간은 사이 공간(GAP)으로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사이 공간(GAP)에는 소정의 물질이 충진될 수 있다. 상기 소정의 물질은 기체, 액정, 광학 수지(Optically Clear Resin, OCR), 또는 유기물일 수 있다. 스페이서들(SP)은 사이 공간(GAP)에 기체 등이 충진될 수 있도록 공간을 형성하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 스페이서들(SP)의 제3 방향(DR3) 길이는 충격 방지층(ASL)의 제3 방향(DR3) 길이와 동일할 수 있다.
복수 개의 스페이서들(SP)은 UV type 수지 또는 포토리소그래피 방식을 이용하여 형성되고, 스페이서들(SP)은 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다. 복수 개의 스페이서들(SP)은 탄성물질을 포함할 수 있다. 스페이서들(SP)을 포함하는 충격 방지층(ASL)은 쿠션의 역할을 할 수 있다. 표시 장치(DD, 도 1a 참조)가 물체와 충돌할 때, 사이 공간(GAP)에 의해 충격 방지층(ASL)의 하면에 충돌하는 시간이 길어질 수 있고, 충격 방지층(ASL) 하부로 전달되는 충격이 완화될 수 있다. 따라서, 표시 패널(DP, 도 2 참조)에 가해지는 충격을 줄일 수 있고, 그에 따라 충격에 의해 야기되는 표시 패널(DP)의 명점 불량이 감소 또는 제거될 수 있다.
복수 개의 스페이서들(SP) 각각은 평면 상에서 차광패턴(310)과 중첩할 수 있다. 스페이서들(SP)간의 이격 거리인 제1 간격(DT1)은 차광패턴(310)의 개구(310-OP) 간격보다 크거나 같을 수 있다. 스페이서들(SP)의 제1 방향(DR1) 폭(L1)은 차광패턴(310)의 제1 방향(DR1) 폭(L2)보다 작거나 같을 수 있다. 스페이서들(SP)이 차광패턴(310)의 일부와 중첩하기 때문에, 컬러필터(320, 도 5 참조)에서 투과시킨 광이 스페이서들(SP)에 의해 차단되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 스페이서들(SP)은 투명할 수 있다. 스페이서들(SP)이 투명한 경우에는, 차광패턴(310)과 중첩하지 않더라도 컬러필터(320)에서 투과시킨 광이 차단되지 않을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층(ASLa)을 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 충격 방지층(ASLa)은 복수 개의 스페이서들(SPa) 및 사이 공간(GAP)을 포함할 수 있다. 복수 개의 스페이서들(SPa)은 각각이 제1 높이(H1)를 갖는 복수 개의 제1 스페이서들(SP1) 및 제1 높이(H1)보다 낮은 제2 높이(H2)를 갖는 복수 개의 제2 스페이서들(SP2)을 포함할 수 있다. 제1 스페이서들(SP1)은 메인 스페이서로 지칭될 수 있고, 제2 스페이서들(SP2)은 보조 스페이서, 또는 서브 스페이서로 지칭될 수 있다.
복수 개의 제1 스페이서들(SP1)은 제2 영역(AR2)에 배치될 수 있고, 복수 개의 제2 스페이서들(SP2)은 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)에 배치될 수 있다. 표시 패널(DP, 도 2 참조)의 아래에는 하부 부재들이 배치될 수 있다. 하부 부재들 중 일부는 제2 영역(AR2)의 폴딩 성능을 확보하기 위해 제거되거나, 개구가 제공될 수 있다. 따라서, 제2 영역(AR2)은 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)에 비해 외부 충격에 취약할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 스페이서(SP1)를 제2 영역(AR2)에 배치하여, 표시 패널(DP)의 제2 영역(AR2)으로 외부 충격이 전달되는 것을 보다 더 감소시킬 수 있다.
도 7에서는 제2 영역(AR2)에 3개의 제1 스페이서들(SP1)과 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3) 각각에 3개의 제2 스페이서들(SP2)이 배치되는 것을 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 표시 장치(DD, 도 1 참조) 모듈 구조에 따라 복수 개의 제1 스페이서들(SP1) 및 복수 개의 제2 스페이서들(SP2)의 개수는 달라질 수 있다.
복수 개의 스페이서들(SPa)이 배치되지 않는 공간은 사이 공간(GAP)으로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사이 공간(GAP)에는 소정의 물질이 충진될 수 있다. 상기 소정의 물질은 기체, 액정, 광학 수지(Optically Clear Resin, OCR), 또는 유기물일 수 있다. 스페이서들(SPa)은 사이 공간(GAP)에 소정의 물질이 충진될 수 있도록 공간을 형성하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 스페이서들(SPa)의 제3 방향(DR3) 길이는 충격 방지층(ASL)의 제3 방향(DR3) 길이와 동일할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층(ASLb)을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 충격 방지층(ASLb)은 복수 개의 스페이서들(SPb) 및 사이 공간(GAP)을 포함할 수 있다. 복수 개의 스페이서들(SPb)은 각각이 제1 높이(H1)를 갖는 복수 개의 제1 스페이서들(SP1a) 및 제1 높이(H1)보다 낮은 제2 높이(H2)를 갖는 복수 개의 제2 스페이서들(SP2a)을 포함할 수 있다.
복수 개의 제2 스페이서들(SP2a)은 제2 영역(AR2)에 배치될 수 있고, 복수 개의 제1 스페이서들(SP1a)은 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)에 배치될 수 있다. 제1 스페이서들(SP1a)의 면적과 밀도가 증가할수록 눌림이나 충격에 대한 강성이 상승할 수 있고, 제2 스페이서들(SP2a)이 제2 영역(AR2)에 배치됨에 따라, 충격 방지층(ASL)의 굽힘 강도가 향상되고, 폴딩 시 반발력을 감소시킬 수 있다.
제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)은 비폴딩 영역으로, 내충격 향상 및 눌림이나 패널 강성 상승이 중요하다. 따라서, 충격 방지층(ASLb)의 제3 방향(DR3)의 길이와 동일한 높이(H1)를 가지는 제1 스페이서들(SP1a)이 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)에 배치되어 충격 방지층(ASLb)의 상면을 단단하게 지지할 수 있다.
제2 영역(AR2)은 폴딩 영역으로 굽힘 강도를 증가시키고, 폴딩 시 반발력을 감소시킬 필요가 있다. 다만, 폴딩 시 충격 방지층(ASLb) 아래에 배치되는 컬러필터(320, 도 5 참조)가 손상될 수 있기 때문에, 제2 영역(AR2)에 아무것도 배치되지 않는 것보다 제2 스페이서들(SP2a)을 배치하여 컬러필터(320) 손상을 대비할 수 있다.
도 8에서는 제2 영역(AR2)에 3개의 제2 스페이서들(SP2a)과 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3) 각각에 3개의 제1 스페이서들(SP1a)이 배치되는 것을 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 표시 장치(DD, 도 1 참조) 모듈 구조에 따라 복수 개의 제1 스페이서들(SP1a) 및 복수 개의 제2 스페이서들(SP2a)의 개수는 달라질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층(ASLc)을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 충격 방지층(ASLc)은 복수 개의 스페이서들(SPc) 및 사이 공간(GAP)을 포함할 수 있다. 복수 개의 스페이서들(SPc)은 각각이 제1 높이(H1)를 갖는 복수 개의 제1 스페이서들(SP1b) 및 제1 높이(H1)보다 낮은 제2 높이(H2)를 갖는 복수 개의 제2 스페이서들(SP2b)을 포함할 수 있다.
복수 개의 제1 스페이서들(SP1b) 및 제2 스페이서들(SP2b)은 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2), 및 제3 영역(AR3)에 배치될 수 있다. 제1 스페이서들(SP1b)의 면적과 밀도가 증가할수록 눌림이나 충격에 대한 강성이 상승할 수 있고, 제2 스페이서들(SP2b)이 제2 영역(AR2)에 배치됨에 따라, 충격 방지층(ASLc)의 굽힘 강도가 향상되고, 폴딩 시 반발력을 감소시킬 수 있다.
복수 개의 제1 스페이서들(SP1b) 및 복수 개의 제2 스페이서들(SP2b)의 개수는 표시 장치(DD, 도 1 참조)의 목적 및 특징에 따라 자유롭게 조절하여 배치할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP, 도 2 참조)의 아래에는 하부 부재들이 배치될 수 있고, 하부 부재들 중 일부는 제2 영역(AR2)의 폴딩 성능을 확보하기 위해 제거되거나, 개구가 제공될 수 있다. 이 경우 하부 부재가 제거되거나, 개구가 제공된 영역은 다른 영역에 비하여 외부 충격에 취약할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 스페이서(SP1b)를 하부 부재가 제거되거나 개구가 제공된 영역에 배치하여, 표시 패널(DP)의 상기 영역으로 외부 충격이 전달되는 것을 보다 더 감소시킬 수 있다. 다만, 표시 패널(DP) 아래 하부 부재들이 배치되거나 개구가 제공되지 않은 경우에는, 제1 스페이서들(SP1b) 보다 제2 스페이서들(SP2b)을 더 많이 배치시켜 충격 방지층(ASLc)의 굽힘 강도를 향상시키고, 폴딩 시 반발력을 감소시킬 수 있다. 도 9에서는 복수 개의 제1 스페이서들(SP1b)과 복수 개의 제2 스페이서들(SP2b)은 하나씩 교대로 번갈아 배열되는 것을 예시적으로 도시하였으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-3)의 단면도이다. 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 충격 방지층(ASLd)은 복수 개의 스페이서들(SP), 복수 개의 스페이서들(SP) 사이를 충진한 액정(LC-V), 제1 액정 전극(E1) 및 제2 액정 전극(E2)을 더 포함할 수 있다. 도 10에서는 9개의 제1 스페이서들(SP)이 예시적으로 도시되었으나, 스페이서들(SP)의 종류 및 개수는 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 복수 개의 스페이서들(SP)은 제1 스페이서들(SP1, 도 7 참조) 및 제2 스페이서들(SP2, 도 7 참조)을 포함할 수 있다.
제1 액정 전극(E1)은 반사 방지층(ARL)과 액정(LC-V) 사이 및 복수 개의 스페이서들(SP)과 반사 방지층(ARL) 사이에 배치될 수 있다. 제2 액정 전극(E2)은 액정(LC-V)과 제1 윈도우(WM1) 사이 및 복수 개의 스페이서들(SP)과 제1 윈도우(WM1) 사이에 배치될 수 있다. 액정(LC-V)은 제1 액정 전극(E1)과 제2 액정 전극(E2) 사이에 배치될 수 있다.
액정(LC-V)은 수직 배향된 액정 분자들을 포함할 수 있다. 액정 분자들의 배열 방향은 제1 액정 전극(E1)과 제2 액정 전극(E2) 사이의 전계에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어, 액정 분자들은 제1 액정 전극(E1) 및 제2 액정 전극(E2) 사이에서 전압이 제공되지 않을 때에는 수직으로 배열되고, 전압이 제공될 때는 수평으로 배열될 수 있다.
액정 분자가 수직으로 배열된 경우, 외부로부터 입사된 광은 액정(LC-V)을 통과하지 못할 수 있다. 따라서, 표시 장치(DD-3)에 포함된 구성에 의해 외광이 반사되지 않을 수 있고, 그에 따라, 표시 장치(DD-3)의 화면이 오프일 때의 블랙 시감이 향상될 수 있다. 표시 장치(DD-3)가 영상을 표시할 때, 액정 분자들은 수평으로 배열될 수 있고, 표시층(DPL)에서 제공되는 광은 충격 방지층(ASL)을 투과하여 외부로 제공될 수 있다.
액정(LC-V)은 ODF 방식 또는 삼투압 방식을 이용하여 복수 개의 스페이서들(SP)이 배치되지 않은 사이 공간(GAP)에 충진할 수 있다. ODF 방식은 진공 상태에서 패널의 한 쪽 글래스에 액정 입자를 떨어뜨린 후 다른 한쪽의 글래스를 덮어 액정이 퍼지도록 함으로써 액정을 주입, 배치하는 공정 방식이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 방지층(ASL-1)의 평면도이다.
도 11에 따르면, 충격 방지층(ASL-1)은 복수 개의 스페이서들(SP), 및 실런트(SLT)를 더 포함할 수 있다.
충격 방지층(ASL-1)에는 복수 개의 스페이서들(SP)이 배치되지 않는 사이 공간(GAP)이 정의될 수 있고, 사이 공간(GAP)은 기체, 액정, 광학 수지(Optically Clear Resin, OCR), 또는 유기물 등이 충진될 수 있다.
실런트(SLT)는 사이 공간(GAP)을 둘러싸는 형상을 할 수 있고, 사이 공간(GAP) 내 충진된 물질이 충격 방지층(ASL-1) 밖으로 새어 나오는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 26개의 원형 형상의 스페이서들(SP)이 예시적으로 도시되었으나, 스페이서들(SP)의 개수 및 형상은 특별이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 스페이서들(SP)의 개수는 표시 장치(DD, 도 1 참조)의 모듈 구조에 따라 변화할 수 있고, 스페이서들(SP)의 형상은 다이아몬드, 사각형, 다각형, 메쉬, 또는 바 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 12a는 도 11의 Ⅰ-Ⅰ'에 대응하는 단면을 포함하는 표시 장치(DD-4)의 단면도이다. 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 11 및 도 12a를 참조하면, 표시 장치(DD-4)는 표시 패널(DP), 반사 방지층(ARL), 제2 윈도우(WM2), 충격 방지층(ASL-1), 윈도우 오버코트층(OC-W) 및 제1 윈도우(WM1)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시층(DPL) 및 입력 센서층(ISL)을 포함할 수 있다. 충격 방지층(ASL-1)은 스페이서(SP), 실런트(SLT), 및 사이 공간(GAP)에 배치된 물질(MT)을 포함할 수 있다.
실런트(SLT)는 충격 방지층(ASL-1)의 상부에 배치된 구성과 하부에 배치된 구성을 결합하기 위해 제공될 수 있다. 또한, 실런트(SLT)는 물질(MT)이 제공되는 공간을 정의할 수 있다. 물질(MT)은 기체, 액정, 광학 수지(Optically Clear Resin, OCR), 또는 유기물일 수 있다.
윈도우 오버코트층(OC-W)은 유기물을 포함할 수 있으며, 윈도우 오버코트층(OC-W)의 하면에 평탄면을 제공할 수 있다. 또한, 윈도우 오버코트층(OC-W)에 의해 실런트(SLT)와의 밀착력 및 충격 방지층(ASL-1)과의 밀착력이 보다 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 충격 방지층(ASL-1)과 제2 윈도우(WM2) 사이에도 오버 코트층이 더 배치될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 윈도우 오버코트층(OC-W)은 생략될 수도 있다.
도 12b는 도 11의 Ⅰ-Ⅰ'에 대응하는 단면을 포함하는 표시 장치(DD-5)의 단면도이다. 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 11 및 도 12b를 참조하면, 반사 방지층(ARL)은 입력 센서층(ISL) 상에 배치될 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 차광패턴(310), 컬러필터(320) 및 평탄화층(330)를 포함할 수 있다.
차광패턴(310)은 광을 흡수하는 물질로 구성될 수 있고, 외부광 반사를 방지할 수 있다. 컬러필터(320)의 일부분은 차광패턴(310) 상에 배치될 수 있다. 컬러필터(320)는 발광소자(LD, 도 5 참조)에서 생성한 광은 투과시키고, 외부광 중 일부 파장대는 차단시킬 수 있다. 평탄화층(330)은 차광패턴(310) 및 컬러필터(320)를 커버할 수 있다. 평탄화층(330)은 유기물을 포함할 수 있으며, 평탄화층(330)은 평탄한 상면을 제공할 수 있다.
충격 방지층(ASL-1)은 평탄화층(330) 상에 배치될 수 있다. 충격 방지층(ASL-1)은 스페이서(SP), 실런트(SLT), 및 사이 공간(GAP)에 배치된 물질(MT)을 포함할 수 있다. 스페이서(SP)는 평탄화층(330) 상에 직접 배치될 수 있다. 충격 방지층(ASL-1)에는 복수 개의 스페이서들(SP)이 배치되지 않는 사이 공간(GAP)이 정의될 수 있고, 사이 공간(GAP)은 기체, 액정, 광학 수지(Optically Clear Resin, OCR), 또는 유기물 등이 충진될 수 있다.
실런트(SLT)는 충격 방지층(ASL-1)에 윈도우 오버코트층(OC-W)이 잘 부착될 수 있도록 접착제 역할을 할 수 있고, 뿐만 아니라 물질(MT)이 충격 방지층(ASL-1) 안에 머물도록 하는 격벽의 역할을 할 수 있다.
윈도우 오버코트층(OC-W)은 복수의 스페이서들(SP) 및 사이 공간(GAP)을 커버할 수 있다. 윈도우 오버코트층(OC-W)은 유기물을 포함할 수 있으며, 윈도우 오버코트층(OC-W)의 하면에 평탄면을 제공할 수 있다. 또한, 윈도우 오버코트층(OC-W)은 무기물을 포함하는 제1 윈도우(WM1)가 충격 방지층(ASL-1)에 더욱 잘 접착되게 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시 장치 DPL: 표시층
ISL: 입력 센서층 ARL: 반사 방지층
ASL: 충격 방지층 WM1: 제1 윈도우
OC-W: 윈도우 오버코트층 GAP: 사이 공간
SP1: 제1 스페이서 SP2: 제2 스페이서
SLT: 실런트 LC-V: 액정

Claims (20)

  1. 발광 영역이 정의된 표시 패널;
    상기 표시 패널 위에 배치된 반사 방지층;
    상기 반사 방지층 위에 배치되며, 복수 개의 스페이서들을 포함하는 충격 방지층; 및
    상기 충격 방지층 위에 배치되는 제1 윈도우를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    복수 개의 스페이서들은 각각이 제1 높이를 갖는 복수 개의 제1 스페이서들 및 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 복수 개의 제2 스페이서들을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    제1 방향을 따라 제1 영역, 상기 제1 영역과 인접하며 폴딩되는 제2 영역, 상기 제2 영역과 인접한 제3 영역이 정의되는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 스페이서들은 상기 제2 영역에 배치되고, 상기 복수 개의 제2 스페이서들은 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역에 배치되는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 스페이서들은 상기 제2 영역에 배치되고, 상기 복수 개의 제1 스페이서들은 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역에 배치되는 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 스페이서들 및 상기 복수 개의 제2 스페이서들은 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 및 상기 제3 영역에 배치되는 표시 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 스페이서들과 상기 복수 개의 제2 스페이서들은 하나씩 교대로 번갈아 배열되는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 방지층은 발광 영역에 대응하여 배치된 컬러 필터, 컬러 필터와 인접하여 배치된 블랙 매트리스를 포함하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    평면 상에서 보았을 때, 상기 복수 개의 스페이서들은 상기 블랙 매트리스와 중첩하는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 스페이서들은 투명한 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 스페이서들은 탄성물질을 포함하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 충격 방지층은 상기 복수 개의 스페이서들 사이의 공간에 충진된 기체를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 충격 방지층은 상기 복수 개의 스페이서들 사이를 채우는 액정을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 충격 방지층은,
    상기 반사 방지층과 상기 액정 사이 및 상기 반사 방지층과 상기 복수 개의 스페이서들 사이에 배치되는 제1 액정 전극; 및
    상기 액정과 상기 제1 윈도우 사이 및 상기 복수 개의 스페이서들과 상기 제1 윈도우 사이에 배치되는 제2 액정 전극을 더 포함하고,
    상기 액정의 배열 방향은 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 사이의 전계에 의해 변화되는 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 방지층과 상기 충격 방지층 사이에 배치되는 제2 윈도우를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 방지층은 발광 영역에 대응하여 배치된 컬러 필터, 컬러 필터와 인접하여 배치된 블랙 매트리스를 커버하는 오버코트층을 더 포함하고,
    상기 복수 개의 스페이서들은 상기 오버 코트층과 직접 접촉된 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 윈도우 아래에 배치되는 오버코트층을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 복수 개의 발광 영역들이 정의된 표시 패널;
    상기 표시 패널 위에 배치되며, 상기 복수 개의 발광 영역들과 비중첩하는 블랙 매트리스를 포함하는 반사 방지층;
    상기 반사 방지층 위에 배치된 윈도우; 및
    상기 윈도우와 상기 반사 방지층 사이에 배치되어 상기 블랙 매트리스와 중첩하는 복수 개의 스페이서들을 포함하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    복수 개의 스페이서들은 서로 이격되고, 그 사이에는 공기가 충진된 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 윈도우와 상기 반사 방지층 사이에 배치되며, 상기 복수 개의 스페이서들 사이에 배치된 액정을 더 포함하는 표시 장치.

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